胚胎期无瘢痕愈合并不存在于整个孕期。NSAdzick对大量的体内动物实验研究表明,哺乳动物胚胎在孕1/3~1/2期受到创伤后可完全再生修复。孕后期,伤口由再生式过渡为瘢痕愈合,这一过渡期已得到广泛认可,其主要表现为真皮增厚,伤口周围少量平行胶原束沉积,但真皮胶原构架基本完整,皮肤附属器(毛囊、汗腺、皮脂腺)缺如。研究发现,除时间因素外,组织再生与创伤大小也密切相关。
胶原蛋白
皮肤组织中胶原束主要由Ⅰ、Ⅲ型胶原组成。胎儿与成人皮肤中两种胶原蛋白含量、沉积速率及排列规律均不同。胚胎期,早、中期Ⅰ/Ⅲ型胶原比例较高,Ⅲ型胶原占30%~60%,出生后逐渐降低,成体皮肤中Ⅲ型胶原含量为10%~20%。胚胎早、中期胶原束纤细以三维网格状快速沉积,胶原含量虽高,但无过度沉积现象;而瘢痕形成过程可见胶原束粗大,以平行、无序状沉积,且沉积速率较慢,常伴有过度沉积现象。进一步研究发现,Ⅲ型胶原的含量决定胶原束的粗细程度,影响胶原排列规律,从而导致瘢痕产生。寻求胶原产生的异同点,调控胶原代谢,是目前瘢痕防治的方法之一。
透明质酸
透明质酸是组成细胞外基质的主要成分,是由α-1,4-D-葡糖醛酸和β-1,3-N-乙酰-D-葡糖胺双糖结构反复交联组成的糖胺聚糖。其相对分子量平均为1×~2×道尔顿,主要参与细胞的分裂、分化,炎性细胞的游走、迁移,细胞因子合成等过程,在伤口愈合中具有抗炎、调控胶原合成、促进伤口愈合等作用。以上实验推论,透明质酸浓度对伤口愈后瘢痕形成有一定的影响。除此之外,透明质酸分子量的大小对瘢痕形成也有一定影响,胚胎期,透明质酸分子量大且浓度较高;随年龄增长,在透明质酸酶及活性氧(活性氮)持续作用下,大分子透明质酸被分解成大小不等的片段。在伤口愈合过程中,高分子透明质酸可降低炎性反应及纤维组织增生,减轻纤维化产生。而低分子透明质酸及其残余片段,则可持续引发纤维化,产生炎性反应及相应组织破坏。
透明质酸是通过介导细胞表面受体如RHAMM/HMMR,CD44,LYVE1和TLR2,4,激活下游信号传导通路包括PI3激酶/AKT和MEK1/ERK1,2,抑制纤维化产生。以上受体异常表达,将对伤口愈合产生明显影响。如:RHAMM-/-小鼠,在伤口愈合早期ERK1,2表达缺失,成纤维细胞、间充质细胞迁移分化速度缓慢,炎性反应及血管化延迟,伤口愈合速度减慢。而角质细胞表面CD44受体反义表达,可导致角质细胞增殖速率降低,炎性反应降低,上皮化速率减慢;创周角质细胞内TLR4受体缺如,将导致伤口愈合延迟。因此,透明质酸浓度、分子量大小及下游传导通路异常将直接影响伤口愈合的速率及质量。
转化生长因子-β
转化生长因子-β(TGF-β)家族共含有9个亚族,27类因子,其中主要参与皮肤组织伤口愈合的是TGF-β亚族,包括TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3。胚胎期,内源性FGFs(成纤维细胞生长因子)水平较高,刺激角质形成细胞和成纤维细胞数量增多,分泌大量TGF-β3,皮肤急速扩张重塑。而成人体内含有大量的PDGF(血小板衍生因子),TGF-β1和TGF-β2又主要来源于脱颗粒的血小板及炎性细胞,且该细胞在胚胎期几乎不存在。因此,胚胎期皮肤组织中TGF-β3含量高,而成人TGF-β1和TGF-β2含量高。
同源盒异型基因
同源盒异型基因的高度保守性在组织器官形态发生及发展中起基础性作用。该类基因在创面无瘢痕愈合中的作用已成为研究热点。
同源盒异型基因家族可分为2大类:第1类称为HOX(homeoticgenes)同源盒异型基因,在胚胎发育中;第2类称为歧异同源盒异型基因(divergenthomeoboxgenes)包括Prx、LIM、Emx2、Msx等。以上2类基因均有成员参与组织细胞迁徙、分化,参与胎儿皮肤形成及瘢痕愈合。
同源盒异型基因在胚胎期高度活跃,可能是孕早、中期无瘢痕愈合序列的首发因素。对于其在无瘢痕愈合的调控机制仍在继续研究中,但部分靶基因已被确定,如TGF-β超家族的启动子,各种细胞黏附分子及细胞表面蛋白,如整合素。
展望
再生式代表着一种理想的组织修复方式,而瘢痕被认为是组织再生失败导致的产物。这两种修复方式在成体均可观察到:如切除2/3成体哺乳动物肝脏组织,残余的肝脏可完全再生,但肝穿刺伤却以瘢痕组织愈合。同样在皮肤表面,微小的针刺伤甚至大面积文身术后可无瘢痕愈合,但微小切割(0.5cm左右)伤,愈后均遗留不同程度瘢痕,且位于胸肩部及胸骨部位的瘢痕较躯体其他部位严重。因此,推论出成体内存在有再生及瘢痕愈合两种方式,但组织类型不同,损伤方式不同,损伤部位不同甚至部位相同,其修复的方式不同,瘢痕严重程度不同。
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